基于物联网的智能仓储管理系统

基于物联网的智能仓储管理系统

物联网的概念于1999年由美国麻省理工学院提出，物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力，其中物理和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟特征和智能接口，并且可以与信息网络无缝整合。物联网将于媒体互联网、服务互联网和企业互联网一起，构成未来互联网。

物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，以有线或无线的方式把任何物品与互联网连接起来，以计算、存储等处理方式构成相应的静态与动态信息的知识网络，用以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网是物物相连的网络。物联网中的“物”要满足一些条件才可以被纳入其范围：1 •有相应信息的接收器；2有数据传输通路；3.有一定的存储功能；4.有CPU ； 5•有操作系统;6.有专门的应用程序；7•有数据发送器；8.遵循物联网的通信协议；9.在世界网络有可识别的唯一编码。

目前仓储管理一部分是人工管理，一部分实现了条形码管理，仅有少部分开始使用二维码或射频标签。条码系统与物联网RFID技术相比，存在识别速度慢、信息携带量小、尺寸大、易损毀等缺点。应用物联网RFID技术，能有效地解决仓库物资流动的信息管理问题。将物联网RFID标签贴在仓库内的托盘、包装箱或元件上。标签内包含元件规格、序列号等信息。当物资通过安装在预置地点的RFID识读器时，便可自动记录信息，无线局域网将数据传输到后台管理信息系统，指挥中心就掌握了实时的物资储存信息。在这个过程中不需要保管员使用手持条形码扫描器对仓储物资进行逐个扫描，这将大大加快物资的流动速度，且能减少操作失误，降低管理成本，提高仓库管理的工作效率。

采用物联网技术将更加高效、准确地实现物资设备的仓储管理。将存储到仓库中的物资贴上RFID标签，能自动记录每件物资的入库、出库等操作，并

且还能查询物资在仓库中的具体位置，同时能自动识别逬出仓库的车辆、人员等，并能根据权限存取对应的物资信息。利用信息可视化技术，实现实时显示仓库内各种物资的状况以及车辆、人员情况；同时各仓库的各类信息可通过网络相互连接，建立按组织层次、更大规模的分层仓储管理系统，并与其他物流应用管理系统相连，形成“大”的物流信息系统，供各级部门或相矢人员查询、使用，形成层次化的仓储管理体系结构，各层之间可通过网络和信息系统接口实现互通、互连、互操作，这将大大提高仓储管理效率，对提高经济效益具有重大的意义。

将物联网系统地、具体地用到仓储系统中，其核心内容包括系统

编码体系、射频识别系统、系统网络结构及软、硬件设计四部分，如图1所示，其管理流程如图2所示

图1仓储系统的尖键技术

由图2可以看出，出入库管理利用RFID实现物品的自动识别，通过网络建立各物品之间的尖联，利用EPC （Electornic Product Code,中文称为产品电子代码）实现物品的统一编码，并应用传感器及视频技术实现物品的实时状态监控，对物品存放环境及其工作状态进行监控，当环境状态（例如温度、湿度、光照、气体浓度、震动幅度等）超过规定值时，启动相应的报警措施。由于RFID 必须通过读写器才能收集数据，在有些大型仓储管理系统中，部分物品分布不均匀，距离超过100m后RFID无法识别，因此，可将无线传感器与RFID相结合建立覆盖整个存储范围的仓储管理系统。

图2仓储系统管理流程图

一、系统编码体系编码是指给编码对象赋予一定的有规律、易于计算机 识别和处理

的符号，形成的代码元素组合。其目的是用规定的字符来代表复杂的概念，便 于査询、统计分析和汇总。在制定编码规则时应遵循以下基本原则:

(1) 唯一性。每一个编码对象仅有一个代码，而一个代码只唯一表示一 个编码对象。

(2) 合理性。代码结构与分类体系相对应，定义合理。

(3) 可扩充性。每一类编码设计等长，应留有适当的后备编码容量用于 扩充。

(4) 简明性。结构尽量简单，长度尽量短，以节省存储空问和减少代码 的差错率。

5)规范性。在一个编码体系中，代码的类型、结构及代码的编 写格式

应当统

(6)系统性。将选定的事物、概念的属性或特征按一定的排列顺序予以 系统化，并形成一个合理的编码体系。

仓储中的实体是操作和管理的最终对象，根据物联网应用系统化的步

骤，首先确定仓储系统的实体，然后将所有仓储实体进行信息抽 识别设备激活

扫描原始编码

产生岀库单及

内部编码 湿

度监

控

温度监控

视频监控 货物上架读取

货架标签 货架标签更新

在库

象。一般将仓储实体划分为五类：物资类、设备类、设施类、人员类

和环境类。基于物联网的仓储系统需要，根据各类实体管理要求，对

存储的实体进行相尖操作，所以，要提取实体的基本属性满足监控的基本要求。各类实体的属性分析如表1所示。

表1各类实体属性分析

上述实体属性仅根据通用仓储系统设定，在具体实现时应根据具体应用进行具体分析，给出相应的内容。这些抽象出来的实体属性有固定静态信息，也有系统运行过程中形成的动态实时信息。固定静态信息一般在系统创建阶段或者更新阶段直接写入数据库，不修改，只能读取；动态实时信息需要由信息设备按相应的存取协议进行实时采集，并在数据库中进行更新。实体信息存放于数据库中，为其上层不同的功能需求提供信息支持。上层系统利用信息支持

对数据库中的实体进行操作，具体的操作如表2所示。

表2上层系统对仓库中的实体操作

上述的操作中标识是对实体进行编码，并贴上标签；读写是对实体进行信息写入或读取，限定活动范围或功能（用于任务指派）；追踪是利用设备对实体进行定位和路径査询；环境类实体操作是通过设备类实体的活动来监测并改变环境信息。在仓储系统运行时，实体的属性和操作信息在数据库中不断地读出和写入更新，数据库读取频率最高，因此信息的存储和采集是构建仓储系统的重要环节。

在电子标签信息编码中，国际装设备编码协会EPC global标准中常用的96位EPC编码。EPC码是由一个版本号（标头）加上另外三段数据

（依次为域名管理者、物品对象分类、序列号）组成的一组数字。其中版本

号标识EPC的版本号，使得EPC随后的码段可以有不同的长度；域名管理是描述与EPC相矢的生产厂商的信息；对象分类记录产品精确类型的信息；序列号则是物品的唯一标识，如表3所示。

表3通用标识符

应用EPC技术可提高出入库物品信息采集效率和准确性。在仓储信息管理中，每物品都有许多要标识的信息，如编号、名称、型号、出厂日期、寿命等，可自动进行信息集，采集速度快，出错率低。EPC系统可直接与内部专用网连接，由射频识读器（或无线传感器）获取的信息也可直接在内部专用网上